JP2010061062A - 係止機構、および、それを備えた画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
スペース効率に優れ、簡単な構成であっても装着された操作感が得られる係止機構、および、それを備えた画像処理装置を提供する。
【解決手段】
機器本体３０には、トナーカートリッジ１０を機器本体３０に装着する係止機構を備える。係止機構は、係止部５、被係止部６、支持部７ｂを有する。係止部５は、トナーカートリッジ１０の差し込み側端部１０ａから突出する凸部５ａを有する。被係止部６は、トナーカートリッジ１０側に向かって突出し、凸部５ａと係合する凹部６ｃを備える。凹部６ｃには、凸部５ａを挿入するための開口６ｄが形成される。
上記構成により、凹部６ｃは、凸部５ａの差し込み時、引き抜き時に弾性変形をする。具体的には、開口６ｄに凸部５ａが挿入されると、開口６ｄは、凸部５ｄに沿って徐々に広がる。そして、凸部５ａの最大幅の位置が開口６ｄを過ぎると、開口６ｄは、元の形状に復元する。
【選択図】図６

Description

本発明は、取り付けた操作感が得られる係止機構、および、それを備えた画像処理装置に関する。

静電電子写真方式を利用した画像処理装置は、一般に、帯電、露光、現像、転写、剥離、クリーニング、除電、および、定着の各工程を行う。

画像を形成する工程は、例えば、帯電装置が回転駆動する感光体の表面を均一に帯電させ、露光装置が帯電した感光体表面にレーザ光を照射して静電潜像が形成する。そして、現像装置が、感光体上の静電潜像を現像し、感光体表面上にトナー像を形成する。感光体上のトナー像は、転写装置によって転写材上に転写される。その後、トナー像は、定着装置によって加熱されることで転写材上に固定される。

なお、現像装置内のトナーが消費されると、新しいトナーがトナー補給装置から補給されるようになっている。

近年の画像処理装置のトナー補給装置は、トナーボトルからトナーホッパにトナーを補給する方法を採用するのではなく、空になったトナーカートリッジを新品のトナーカートリッジに交換する方法が採用される。この方法は、手が汚れにくい、作業が容易等の利点があることから主流となっている。

このようなトナーカートリッジは、画像処理装置本体に対して固定しなければならない。そのため、カートリッジを装着する際は、装着操作に加えて固定操作を行う必要があり、手間がかかるといった問題があった。

そこで、例えば、特許文献１では、トナーカートリッジを画像処理装置本体に装着すると、トナーカートリッジに設けられるＬ字状のフック部材が、自動的に画像処理装置本体に係止され、トナーカートリッジを取り出す際には、フック部材と連動するレバーを操作することで、フック部材の係止が解除されて容易に取り外すことができる係止機構が記載されている。
特開２００３−３４５１３０公報

しかしながら、特許文献１では、係止機構自体の構成が複雑となり、余分なコストや設置スペースが必要となる問題がある。仮に係止機構を簡略化したとしても、装着時の操作感が得られにくく、トナーカートリッジが確実に装着されているか否かの判断が難しくなるといった問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、スペース効率に優れ、簡単な構成であっても装着された操作感が得られる係止機構、および、それを備えた画像処理装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、カートリッジを機器本体の奥側に差し込んで前記機器本体内部に装着するとき、前記カートリッジを前記機器本体の所定位置に係止する係止機構であって、前記カートリッジと前記機器本体とのうちいずれか一方に備えられた係止部と、他方に備えられ、前記係止部と着脱自在に係合する被係止部と、前記機器本体に備えられた前記係止部または前記被係止部を前記カートリッジの差し込み方向に移動可能に支持する支持部とを有し、前記係止部と前記被係止部とが係合するときの機器本体側の前記係止部または前記被係止部の変形を利用して、利用者に操作感を与えるために、前記係止部と前記被係止部とを相対的に移動させることを特徴とする。

利用者がカートリッジを差し込むと、係止部と被係止部とが係合して、カートリッジは、機器本体から外れないように係止される。

係止部と被係止部は、係合時に、相対的に移動する。すなわち、機器本体側の係止部または被係止部がカートリッジに近づく。利用者は、カートリッジを差し込んでいるときに、カートリッジに対する機器本体側から加わる力が変化したことを感じる。したがって、利用者は、カートリッジが係止されたときの操作感（ロック感）を得ることができる。

支持部は、機器本体に備えられる。支持部は、機器本体側にある係止部あるいは被係止部を、カートリッジの差し込み方向、すなわち、着脱方向に移動可能に支持する。

係止部は、カートリッジの差し込み側端部から突出する凸部を有する。凸部は、先端から中間にかけて徐々に広がり、前記中間から後端にかけて徐々に狭まった形状に形成される。

被係止部は、前記カートリッジ側に向かって突出し、前記凸部と係合する凹部を備える。凹部には、前記凸部を挿入するための開口が形成される。開口は、前記凸部の最大幅より小とされる。開口の端には、凸部を前記開口に導く嵌合補助突起が形成される。凸部の先端が凹部の開口から外れることなく確実に係合させることができる。

係止部が被係止部に当たったとき、すなわち、凸部が開口に入っていくとき、凹部は、機器本体の奥側に向かって押されながら広がるように弾性変形する。具体的には、開口が凸部に沿って広がる。このとき、被係止部は、係止部に押されて機器本体の奥側に向かって移動する。

係止部が前記被係止部に係合するとき、すなわち、凸部が前記凹部に入り込んだとき、被係止部は、元の形状に戻ろうとする凹部の復元力を利用して、カートリッジに向かって移動する。具体的には、開口が凸部の最大幅となる位置を通過したとき、元の形状に戻ろうとする開口の復元力により、被係止部が、カートリッジの差し込み側端部に向かって移動する。

カートリッジを差し込んだ際、最初は係止部を被係止部に押し込むときの反力を感じるが、差し込み動作の中盤以降、すなわち、係止部が被係止部に押し込まれたときは、係止部を被係止部に押し込むときの反力が急になくなる。このように、最初に感じていた差し込む際の反力が急になくなることで、利用者は、係止部と被係止部が係合したという操作感を得ることができる。

支持部が、機器本体側にある係止部あるいは被係止部をカートリッジの着脱方向に移動可能に支持するため、係止部と被係止部が係合したとき、機器本体側にある係止部あるいは被係止部がカートリッジに向かって移動する。そのため、係止部と被係止部は、係合時に衝突する。この衝撃により、利用者は、より強い操作感を得ることができる。

係止部と被係止部が係合したとき、機器本体側にある係止部あるいは被係止部は、互いが近接した位置で係合する。そのため、装着したカートリッジのガタツキを防止できる。

凸部は、断面円形形状に形成され、凹部は、断面円弧形状に形成されたことを特徴とする。この構成によると、カートリッジが機器本体内部の所定位置に装着される際、凸部と凹部が滑らかに係合する。係止後は、凸部がしっかりと凹部に挟持されるため、カートリッジの装着を確実に行うことができる。

凸部は、断面ひし形形状に形成され、凹部は、前記凸部に沿った折曲形状に形成されたことを特徴とする。この構成によると、カートリッジが機器本体内部の所定位置に装着される際、凹部の開口が凸部の最大幅となる位置を通過した直後から、機器本体側にある係止部あるいは被係止部は、開口の復元力によってカートリッジに向かって強い力で移動する。そのため、係止部と被係止部は、係合時に強い衝突を起こすので、利用者は、より強い操作感を得ることができる。

被係止部の弾性変形後、元の形状に復元するように、前記被係止部を、その復元方向に付勢する被係止部用補助部材が備えられる。この構成によると、被係止部用補助部材によって凹部が凸部を係止する力が強くなるため、装着したカートリッジのガタツキを防止できる。

なお、係止部が被係止部と係合する際に弾性変形し、前記係止部が弾性変形後、元の形状に復元するように、前記係止部を、その復元方向に付勢する係止部用補助部材を備えても良い。

機器本体には、カートリッジを位置決めするための位置決め部材が備えられ、前記カートリッジが前記位置決め部材に当接して位置決めされたとき、凸部の最大幅となる位置が、凹部の開口よりも前記機器本体側の奥側に位置するように設定されたことを特徴とする。

上記構成によると、カートリッジは、機器本体内部の所定位置に装着するので、係止部と被係止部が近接した位置で係合することができる。そのため、装着したカートリッジのガタツキを防止できる。

本発明によると、被係止部の開口が係止部の凸部の最大幅の位置を通過し、開口の復元力により、機器本体側にある係止部あるいは被係止部がカートリッジに向かって移動し、カートリッジを押し込む際に感じられる反力が急になくなる変化から、カートリッジが装着されたという操作感を得ることができる。利用者は、係合部分を視認できなくとも、カートリッジが装着されたか否かの判断を容易に行なうことができる。

以下、本発明の係止機構を詳細に説明する。なお、説明の便宜上、機器本体は、コピーモード、プリンタモード、スキャナモード、ファクシミリモード、および、ファイリングモードを有する画像処理装置とし、カートリッジは、トナーカートリッジとして説明する。

画像処理装置の機器本体３０は、図１に示すように、トナーカートリッジ１０、現像装置２０、感光体ドラム１７、帯電装置２５、露光装置２２、クリーニング装置２６、転写装置２４、定着装置２３、給紙カセット２１、排紙トレイ２９、および、スキャナユニット３１を備える。

感光体ドラム１７は、駆動部（図示せず）によって軸線回りに回転駆動可能に支持される。感光体ドラム１７の表面は、静電潜像（トナー像）が形成される感光体ドラムを有するローラ状部材から形成される。感光体ドラム１７には、例えば、導電性基体（図示せず）と、導電性基体表面に形成される感光体ドラム（図示せず）とを含むローラ状部材が使用できる。

導電性基体には、円筒状、円柱状、シート状等の導電性基体が使用できる。その中でも円筒状導電性基体が好ましい。感光体ドラムとしては、有機感光体ドラム、無機感光体ドラム等が挙げられる。

有機感光体ドラムとしては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層、電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層との積層感光体、もしくは、１つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む単層感光体等が挙げられる。無機感光体ドラムとしては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコン等から選ばれる１種または２種以上を含む膜が挙げられる。

導電性基体と感光体ドラムとの間には、下地膜を介在させてもよく、感光体ドラムの表面には主に感光体ドラムを保護するための表面膜（保護膜）を設けてもよい。

帯電装置２５は、感光体ドラム１７にコロナ放電を行う鋸歯型帯電器である。帯電装置２５には電源（図示せず）が接続され、帯電装置２５に電圧を印加する。

帯電装置２５は、電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム１７表面を所定の極性および電位に帯電させる。鋸歯型帯電器以外では、チャージャー型帯電器、帯電ブラシ型帯電器、ローラ状帯電器、磁気ブラシなどの接触方式の帯電器等が使用できる。

露光装置２２は、スキャナユニット３１で読み取られる原稿の画像情報、または、外部機器からの画像情報が入力される。露光装置２２は、画像情報に応じた信号光を、帯電状態にある感光体ドラム１７の表面に照射する。これにより、感光体ドラム１７表面には、画像情報に応じた静電潜像が形成される。

露光装置２２には、光源を含むレーザスキャニング装置が用いられる。レーザスキャニング装置は、例えば、光源、ポリゴンミラー、ｆθレンズ、反射ミラーなどを組合せた装置である。光源としては、例えば、半導体レーザ、ＬＥＤアレイ、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子などを使用できる。

転写装置２４は、支持部材（図示せず）によって回転自在に支持され、駆動部（図示せず）によって回転可能とされる。転写装置２４は、感光体ドラム１７に圧接するように設けられるローラ状部材である。転写装置２４には、例えば、直径８〜１０ｍｍの金属製芯金と、金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。

金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウム等が使用できる。導電性弾性層としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、発泡ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等のゴム材料にカーボンブラック等の導電材を配合したゴム材料が使用できる。

感光体ドラム１７と転写装置２４との圧接部（転写ニップ部）に、感光体ドラム１７の回転によってトナー像が搬送されるのに同期して、記録媒体が供給される。記録媒体は、給紙カセット２１から給紙ローラ２７を介して１枚ずつ供給される。

記録媒体が転写ニップ部を通過することで、感光体ドラム１７の表面のトナー像が記録媒体に転写される。

転写装置２４には、電源が接続される。転写装置２４は、トナー像を記録媒体に転写する際、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧が印加される。これにより、転写装置２４は、トナー像を記録媒体に円滑に転写する。

クリーニング装置２６は、クリーニングブレード（図示せず）と、トナー貯留槽（図示せず）とを備える。クリーニング装置２６は、トナー像を転写した後の感光体ドラム１７の表面が清浄化する。

クリーニングブレードは、感光体ドラム１７の長手方向に平行に延び、かつ、その短手方向の一端が感光体ドラム１７の表面に当接するように設けられる。クリーニングブレードは、板状部材である。クリーニングブレードは、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム１７の表面に残留するトナーや紙粉等を感光体ドラム１７の表面から取り除く。

トナー貯留槽は、内部空間を有する容器状部材である。トナー貯留槽は、クリーニングブレードによって除去されるトナーを一時的に貯留する。

定着装置２３は、定着ローラ３２と、加圧ローラ３３とを備える。定着ローラ３２は、支持部材（図示せず）によって回転自在に支持される。定着ローラ３２は、駆動部（図示せず）によって軸線回りに回転可能とされたローラ状部材である。

定着ローラ３２は、内部に加熱部材（図示せず）を有し、転写ニップ部から搬送される記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて記録媒体に定着させる。定着ローラ３２としては、例えば、芯金と、弾性層とを含むローラ状部材を使用する。

芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属によって形成される。弾性層は、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性材料で形成される。加熱部材は電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱部材には、ハロゲンランプ、赤外線ランプ等を使用できる。

加圧ローラ３３は、回転自在に支持され、加圧部材（図示せず）によって定着ローラ３２に対して圧接するように設けられたローラ状部材である。加圧ローラ３３は、定着ローラ３２の回転に従動回転する。なお、定着ローラ３２と加圧ローラ３３との圧接部が定着ニップ部である。

加圧ローラ３３は、定着ローラ３２によるトナー像の記録媒体への加熱定着に際し、溶融状態にあるトナーを記録媒体に対して押圧することで、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ３３には、定着ローラ３２と同じ構成のローラ状部材を使用できる。

なお、加圧ローラ３３の内部にも加熱部材を設けてもよい。加熱部材には定着ローラ３２内部の加熱部材と同様のものを使用できる。

定着装置２３は、トナー像が転写された記録媒体が定着ニップ部を通過する際、トナー像を構成するトナーを溶融させるとともに記録媒体を押圧し、トナー像を記録媒体に定着させる。画像が印刷された記録媒体は、排紙ローラ２８を介して、排紙トレイ２９に排出される。

給紙カセット２１は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、ＯＨＰフィルム等の記録媒体を収容するトレイである。感光体ドラム１７の表面のトナー像が転写ニップ部に搬送されるのに同期して、ピックアップローラ（図示せず）と搬送ローラは、記録媒体を１枚ずつ送給する。

スキャナユニット３１には、原稿セットトレイ（図示せず）、自動反転原稿搬送装置（ＲＡＤＦ：Ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）等が設けられると共に、原稿読み取り装置（図示せず）が設けられる。

自動反転原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置される原稿を、原稿読み取り装置の原稿載置台に搬送する。

原稿読み取り装置は、原稿載置台と、原稿走査装置と、反射部材と、光電変換素子（ＣＣＤ：Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）ラインセンサとを備える。原稿読み取り装置は、原稿載置台に載置される原稿の画像情報を複数ライン毎、例えば、１０ライン毎に読み取る。

原稿載置台は、画像情報を読み取る原稿を載置するためのガラス製板状部材である。原稿走査装置は、光源（図示せず）と、第１の反射ミラー（図示せず）とを有する。原稿走査装置は、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Ｖで往復移動し、原稿載置台に載置される原稿の画像形成面に光を照射する。原稿走査装置は、光の照射によって反射光像が得られる。

光源は、原稿載置台に載置される原稿に照射する光の光源である。第１の反射ミラーは反射光像を反射部材に向けて反射する。

反射部材は、第２の反射ミラー（図示せず）と、第３の反射ミラー（図示せず）と、光学レンズ（図示せず）とを有する。反射部材は、原稿走査装置で得られる反射光像を光電変換素子ライセンサ上で結像させる。反射部材は原稿走査装置の往復移動に追随してＶ／２の速度で往復移動する。第２の反射ミラーおよび第３の反射ミラーは、反射光像が光学レンズに向うように反射光像を反射させる。光学レンズは、反射光像を光電変換素子ライセンサ上に結像させる。

ＣＣＤライセンサは、光学レンズによって結像される反射光像を電気信号に光電変換するＣＣＤ回路（図示せず）を有する。ＣＣＤライセンサは、画像情報である電気信号を制御部の中の画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読み取り装置またはコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報を電気信号に変換し、露光装置２２に出力する。

次に、トナーカートリッジ１０、および、現像装置２０について、図２〜図５を用いて説明する。

現像装置２０は、現像槽１１、攪拌ローラ１３、現像ローラ１２、規制部材１４、および、トナー濃度検知センサ１５を有する。

現像槽１１は、内部空間を有するほぼ半円筒状の容器部材である。現像槽１１は、攪拌ローラ１３と現像ローラ１２を回転自在に支持し、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容する。攪拌ローラ１３は、駆動部（図示せず）によって回転駆動し、現像槽１１内に収容される２成分現像剤を攪拌する。

現像ローラ１２は、２成分現像剤を感光体ドラム１７へと搬送する。現像ローラ１２は、駆動部（図示せず）によって軸心回りに回転駆動するローラ状部材である。現像ローラ１２は、現像槽１１の開口部１６を介して感光体ドラム１７に対向し、感光体ドラム１７に対して間隙を有して離隔するように設けられる。

現像ローラ１２で搬送される２成分現像剤は、最近接部分で感光体ドラム１７と接触する。現像ローラ１２と感光体ドラム１７の接触領域が現像ニップ部である。現像ニップ部では、現像ローラ１２に接続される電源から現像ローラ１２に対して現像バイアス電圧が印加され、現像ローラ１２の表面の現像剤から感光体ドラム１７表面の静電潜像へトナーが供給される。

規制部材１４は，現像ローラ１２の軸線方向に平行に延びる板状部材である。規制部材１４は，現像ローラ１２の鉛直方向上方において、その短手方向の一端が現像槽１１によって支持され、他端が現像ローラ１２表面に対して間隙を有して離隔するように設けられる。規制部材１４は、ステンレス鋼から形成されるが、アルミニウムや合成樹脂等であってよい。

トナー濃度検知センサ１５は、攪拌ローラ１３の鉛直方向下方の現像槽１１底面に装着され、センサ面が現像槽１１の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサ１５は、制御部（図示せず）に電気的に接続される。

制御部は、トナー濃度検知センサ１５による検知結果に応じて、トナー排出部材３を回転駆動させ、トナー排出口２を介して現像槽１１内部にトナーを供給するように制御する。トナー濃度検知センサ１５による検知結果がトナー濃度設定値よりも低いと判定すると、制御部は、トナー排出部材３を回転駆動させる駆動部に制御信号を送り、トナー排出部材３を回転駆動させる。

トナー濃度検知センサ１５には、一般的なトナー濃度検知センサ１５が使用でき、例えば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサ等が挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

トナー濃度検知センサ１５には、電源が接続される。電源は、トナー濃度検知センサ１５を駆動させるための駆動電圧、および、トナー濃度の検知結果を制御部に出力するための制御電圧をトナー濃度検知センサ１５に印加する。電源によるトナー濃度検知センサ１５への電圧の印加は、制御部によって制御される。

トナー濃度検知センサ１５は、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検知結果を出力電圧値として出力する。トナー濃度検知センサ１５は、基本的に出力電圧の中央値近傍の感度がよいため、その付近の出力電圧が得られるような制御電圧を印加して用いられる。このような型式のトナー濃度検知センサ１５（透磁率検知センサ）は市販されている。

トナーカートリッジ１０は、トナー収容容器１、トナー攪拌部材８、トナー汲み上げブレード９、トナー排出部材３およびトナー排出口２を有する。

トナー収容容器１は、内部空間を有する半円筒状の容器部材である。トナー収容容器１は、トナー攪拌部材８、トナー排出部材３を回転自在に支持し、トナーを収容する。トナー排出口２は、トナー排出部材３の下部、軸方向中央部よりに設けられる略長方形の開口部であり、現像装置２０を臨む位置に形成される。

トナー攪拌部材８は、回転軸８ａを中心に回転することにより、トナー収容容器１内に収容されるトナーを攪拌する。

トナー汲み上げブレード９は、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートから形成される。トナー汲み上げブレード９に使用されるＰＥＴは、０．５〜２ｍｍ程度の厚さが好ましい。トナー汲み上げブレード９は、トナー攪拌部材８の両端に取付けられる。トナー汲み上げブレード９は、トナー収容容器１内のトナーを汲み上げてトナー排出部材３へ搬送する。

トナー排出部材３は、トナー汲み上げブレード９によって搬送されたトナーをトナー排出口２から現像槽１１に供給するもので、図５に示すように、トナー排出部材回転軸３ａと、排出ギア３ｂと、トナー搬送部３ｃとを含む。

トナー搬送部３ｃは、スクリューオーガで構成され、排出ギア３ｂを介して図示しない駆動モータの駆動力によって、回転するようになっている。スクリューオーガの向きは、トナー排出部材３の軸方向両端からトナー排出口２側に向けて、トナーが搬送されるように設定されている。

トナー排出部材３とトナー攪拌部材８との間には、トナー排出部材隔壁４が設けられる。これによって、トナー攪拌部材８によって汲み上げられたトナーがトナー排出部材３の周辺に適量のトナーを保持できる。

トナー攪拌部材８は、図２および図３中に示す矢印方向に回転してトナーを撹拌し、トナー汲み上げブレード９によってトナーをトナー排出部材３の方へ汲み上げる。このとき、トナー汲み上げブレード９は、その可撓性によって、トナー収容容器１の内壁を摺動して変形しつつ回転し、トナーをトナー排出部材３に供給する。トナー排出部材３は、トナー汲み上げブレード９から供給されたトナーを、自身の回転によってトナー排出口２へと導く。トナー排出部材３によって搬送されたトナーは、トナー排出口２を通って現像装置２０に供給される。

なお、トナー攪拌部材８およびトナー排出部材３は、歯車伝達機構（図示せず）および駆動モータ（図示せず）からの駆動力により回転するように構成されている。

ところで、トナーカートリッジ１０は、画像処理装置の機器本体３０の奥側に差し込んで、機器本体３０の内部に装着される。そのため、視覚的にトナーカートリッジ１０が確実に装着されたか否かを判断できない。そこで、画像処理装置は、装着時の反力の変化からトナーカートリッジ１０が装着したという操作感が得られる係止機構を備える。

具体的には、図６に示すように、機器本体３０には、トナーカートリッジ１０を位置決めするための位置決め部材７ａと、トナーカートリッジ１０を機器本体３０に装着する係止機構とを備える。

位置決め部材７ａは、トナーカートリッジ１０とフレーム７との距離（位置）を一定に保つ部材である。位置決め部材７ａは、機器本体３０のフレーム７からトナーカートリッジ１０側に突出して設けられる。トナーカートリッジ１０が所定位置に位置決めされることにより、トナー排出口２が現像槽のトナー補給口（図示せず）に対向する。

係止機構は、カートリッジ１０に備えられた係止部５と、機器本体３０に備えられ、係止部５と着脱自在に係合する被係止部６と、機器本体３０の奥側に備えられ、機器本体３０に備えられた被係止部６を移動可能に支持する支持部７ｂとを有する。

係止部５は、トナーカートリッジ１０の差し込み側端部１０ａに備えられる。係止部５は、トナーカートリッジ１０の差し込み側端部１０ａから突出する凸部５ａを有する。凸部５ａは、先端（機器本体３０の奥側）から中間にかけて徐々に広がり、中間から後端（トナーカートリッジ１０側）にかけて徐々に狭まった形状に形成される。すなわち、凸部５ａは、断面円形状に形成される。

凸部５ａの幅（トナーカートリッジ１０の着脱方向に直交する方向）は、係止部５と被係止部６が係合するときに、歪まない程度の剛性を有する幅とされる。例えば、凸部５ａの最大幅と同等の幅とされる。

被係止部６は、トナーカートリッジ１０の着脱方向に移動可能に支持部７ｂに取り付けられる。被係止部６は、トナーカートリッジ１０が機器本体３０の内部に装着されたときに、係止部５と対向する位置に取り付けられる。

被係止部６は、支持部７ｂに取り付けるための平板状の基部６ｅと、トナーカートリッジ１０側に向かって基部６ｅから突出し、凸部５ａと係合する凹部６ｃとを備える。凹部６ｃは、凸部５ａに沿った断面円弧形状に形成され、一部が切り欠かれることにより、弾性変形可能とされる。

具体的には、凹部６ｅは、一対の爪６ｆ，６ｇが平行に対向して配置されて構成される。爪６ｆと爪６ｇとの間には、凸部５ａを挿入するための開口６ｄが形成される。開口６ｄの開口幅は、凸部５ａの最大幅より小とされる。

各爪６ｆ，６ｇの中間部分は半円状に湾曲される。各爪６ｆ，６ｇの先端は外側に向かって広がっている。具体的には、各爪６ｆ，６ｇの端には、凸部５ａを開口６ｄに導くための嵌合補助突起６ａが形成される。嵌合補助突起６ａは、凸部５ａが開口６ｄに入りやすいように、その先端側に向かって幅が広がって設けられている。

各爪６ｆ，６ｇは、互いに離れるように変形する。すなわち、各爪６ｆ，６ｇは、凸部５ａが差し込まれたり、引き抜かれたりする時に弾性変形をする。このとき、各爪６ｆ，６ｇが元に戻ろうとする。この力が、被係止部６の復元力とされる。

具体的には、開口６ｄに凸部５ａが挿入されると、開口６ｄは、凸部５ｄに沿って徐々に広がる。そして、凸部５ａの最大幅の位置、すなわち、凸部５ａの中間が開口６ｄを過ぎると、凹部６ｃは、元の形状に復元する。凸部５ａを引き抜く場合も同様に、開口６ｄは広がったり、狭まったりする。すなわち、凹部６ｃは弾性変形をする。

凹部６ｃの幅（トナーカートリッジ１０の着脱方向に直交する方向）は、係止部５と被係止部６が係合するときに、歪まない程度の剛性を有する幅とされる。例えば、凸部５ａの幅と同等の幅とされるのが好ましい。

被係止部６には、凹部６ｃが弾性変形した後、元の形状に素早く復元するように、被係止部６を、その復元方向に付勢するバネや樹脂性の棒等の弾性部材からなる被係止部用補助部材６ｂが備えられる。

被係止部用補助部材６ｂは、開口を閉じる方向に付勢する。被係止部用補助部材６ｂは、各爪６ｆ，６ｇに対して、それぞれ設けられる。具体的には、被係止部用補助部材６ｂは、圧縮コイルバネが用いられる。被係止部用補助部材６ｂの一端は、基部６ｅに取り付けられ、他端が凹部６ｃに取り付けられる。これにより、凹部６ｃの復元力を助長すると共に、被係止部６が係止部５を係止する力が強くなる。

支持部７ｂは、機器本体３０の奥側に備える。支持部７ｂは、被係止部６の基部６ｅを貫通して、機器本体３０の奥側に取り付けられる。支持部７ｂの他端は突起を有する。支持部７ｂの突起は、被係止部６の基部６ｅに当接して、被係止部６がトナーカートリッジ１０側に移動しすぎないように規制する。

複数の支持部７ｂが、被係止部６を支持することにより、被係止部６はガタつくことなく移動する。係止部５が被係止部６に当たったとき、被係止部６が機器本体３０の奥側に位置し、係止部５が被係止部６に係合するとき、被係止部６がトナーカートリッジ１０に向かって移動し、係止部５が被係止部６に係合したとき、被係止部６がトナーカートリッジ１０に最も近接した位置となる。

次に、図７〜図１１を用いて、トナーカートリッジ１０の取り付け動作、および、その時の係止機構の動作を説明する。機器本体には、トナーカートリッジ１０の収納スペースが形成される。トナーカートリッジ１０は、ガイド（図示せず）によってスライド可能に収納スペースを案内される。

利用者が、トナーカートリッジ１０を画像処理装置の機器本体３０の収納スペースに差し込む。トナーカートリッジ１０が、機器本体３０に差し込まれると、係止部５の凸部５ａが被係止部６の凹部６ｃの嵌合補助突起６ａに接触する。凸部５ａが開口６ｄに導かれる。凸部５ａが開口に入っていくと、被係止部６が機器本体３０の奥側に向かって押される。そして、凹部６ｃが弾性変形して、開口６ｄは、凸部５ａの形状に沿って広がる。

このとき、凸部５ａが嵌合補助突起５ａに接触し、さらに、開口６ｄが広がる際の反力が生じる。すなわち、利用者は、トナーカートリッジ１０を差し込む際の抵抗を感じることができる。

トナーカートリッジ１０がさらに差し込まれると、開口６ｄは、凸部５ａの幅がもっとも広い位置と接触するため、さらに広がる。そして、さらにトナーカートリッジ１０が差し込まれ、開口６ｄが凸部５ａの最大幅となる位置を過ぎると、開口６ｄを押し広げる力がなくなり、凹部６ｃは閉じようとする。すなわち、凹部６ｃは、元の形状に戻ろうとする。

このとき、開口６ｄが広がる際の反力が急になくなる。すなわち、利用者は、トナーカートリッジ１０を差し込む際の抵抗がなくなったことを感じることができる。

トナーカートリッジ１０がさらに差し込まれ、トナーカートリッジ１０が、位置決め部材７ａと当接し、機器本体３０の所定位置に到達すると、被係止部６の復元力と、補助部材６ｂの付勢力とによって、被係止部６がトナーカートリッジ１０に向かって移動を開始する。そして、被係止部６は、トナーカートリッジ１０に最も近接する位置まで移動し、係止部５を挟み込んで係合する。トナーカートリッジ１０は、機器本体３０から容易に抜けないように係止される。また、被係止部６は、被係止部用補助部材６ｂによって、係止部５としっかりと係合する。これにより、トナーカートリッジ１０はガタつかない。

次に、トナーカートリッジ１０を画像処理装置の機器本体３０の収納スペースから引き抜く場合を説明する。

利用者が、トナーカートリッジ１０を画像処理装置の機器本体３０の収納スペースから引っ張る。トナーカートリッジ１０が係止されているので、利用者は引き抜く力がいる。すなわち、トナーカートリッジ１０が機器本体３０の外側に向かって引っ張られるので、被係止部６が機器本体３０の外側に向かって引っ張られる。そして、凹部６ｃが弾性変形して、開口６ｄは、凸部５ａの形状に沿って広がる。

このとき、開口６ｄが広がる際の反力が生じる。すなわち、利用者は、トナーカートリッジ１０を引き抜く際の抵抗を感じることができる。

トナーカートリッジ１０がさらに引き抜かれると、開口６ｄは、凸部５ａの幅がもっとも広い位置と接触するため、さらに広がる。そして、さらにトナーカートリッジ１０が引き抜かれ、開口６ｄが凸部５ａの最大幅となる位置を過ぎると、開口６ｄを押し広げる力がなくなり、凹部６ｃは閉じようとする。すなわち、凹部６ｃは、元の形状に戻ろうとする。トナーカートリッジ１０を押し出す力が発生し、利用者は、操作感が軽くなったことを感じる。利用者は、ゆっくりとトナーカートリッジ１０を引き抜けば良い。

トナーカートリッジ１０がさらに引き抜かれると、係止部５と被係止部６は離脱する。被係止部６の復元力と、補助部材６ｂの付勢力とによって、被係止部６が機器本体３０の収納スペースの奥側に向かって移動を開始する。そして、被係止部６は、収納スペースの奥側まで移動する。

これにより、利用者は、トナーカートリッジ１０を押し込む際、あるいは、引き抜く際に感じられた反力が急になくなる変化から、トナーカートリッジ１０の着脱に対する操作感を得ることができる。利用者は、係止部５と被係止部６の係止部分を視認できなくとも、トナーカートリッジ１０が装着されたか否かの判断を容易に行なうことができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、画像処理装置ではなく、コピー装置、ファクシミリ装置、あるいは、読取装置といった単体の装置であっても良い。さらに、カートリッジが、プロセスカートリッジ、現像カートリッジといった、機器本体内部に着脱可能に装着されるものであっても良い。

本実施形態では、凸部が断面円形形状に形成され、凹部が断面円弧形状に形成された形状で説明したが、断面楕円形状であっても良い。あるいは、図１２に示すように、凸部１０５ａが断面ひし形形状に形成され、凹部１０６ｃが前記凸部１０５ａに沿った折曲形状に形成しも良い。この場合、凹部１０６ｃの開口１０６ｄの幅は、凸部１０５ａの最大幅より小とされる。

係止部が本体側とされ、係止部が支持部材に移動可能に取り付けられても良い。この場合、係止部は、支持部に取り付けるための平板状の基部を備える。また、被係止部は、基部を有しておらず、カートリッジから突出して形成される。

図１３に示すように、係止部２０５は、被係止部２０６と係合する際に弾性変形する。前記係止部２０５が弾性変形後、元の形状に復元するように、前記係止部２０５を、その復元方向に付勢する係止部用補助部材２０５ｂを備えても良い。この場合、係止部２０５の係止部用補助部材２０５ｂは、凸部２０５ａの内部に備えられる。係止部用補助部材２０５ｂは、凸部２０５ａが上下方向に広がるように付勢する。

なお、補助部材は、係止部と被係止部のいずれか一方だけではなく、両方に備えても良い。この場合、係止部と被係止部は、共に弾性変形が可能とされる。

本実施形態の凸部の幅は一例であって、特にこの限りではない。例えば、凸部の最大幅よりも小であっても良く、または、大であっても良い。あるいは、凸部が球状に形成されても良い。凸部が球状の場合、凹部は、凸部を包み込むように係合する形状とするのが好ましい。例えば、凹部は３つの爪を有し、各爪が凸部を包み込むように配置される。

本実施形態に係る画像処理装置の正面断面図 トナーカートリッジおよび現像装置の正面断面図 トナーカートリッジの正面断面図 図３に示すＡ−Ａ’断面図 トナーカートリッジの上部カバーを外した状態の上面図 係止機構の平面図 トナーカートリッジおよび係止機構の動きを示す模式図 トナーカートリッジおよび係止機構の動きを示す模式図 トナーカートリッジおよび係止機構の動きを示す模式図 トナーカートリッジおよび係止機構の動きを示す模式図 トナーカートリッジおよび係止機構の動きを示す模式図 他の実施形態に係る係止機構の平面図 他の実施形態に係る係止機構の平面図

符号の説明

１ トナー収容容器
２ トナー排出口
３ トナー排出部材
３ａ 排出部材回転軸
３ｂ 排出ギア
３ｃ トナー搬送部
３ｄ 右側外装カバー
４ トナー排出部材隔壁
５ 係止部
５ａ 凸部
６ 被係止部
６ａ 嵌合補助突起
６ｂ 被係止部用補助部材
６ｃ 凹部
６ｄ 開口
６ｅ 基部
６ｆ 爪
６ｇ 爪
７ フレーム
７ａ 位置決め部材
７ｂ 支持部
８ トナー攪拌部材
８ａ 回転軸
９ トナー汲み上げブレード
１０ トナーカートリッジ
１１ 現像槽
１２ 現像ローラ
１３ 攪拌ローラ
１４ 規制部材
１５ トナー濃度検知センサ
１６ 開口部
１７ 感光体ドラム
２０ 現像装置
２１ 給紙カセット
２２ 露光装置
２３ 定着装置
２４ 転写装置
２５ 帯電装置
２６ クリーニング装置
２７ 給紙ローラ
２８ 排紙ローラ
２９ 排紙トレイ
３０ 機器本体
３１ スキャンユニット
３２ 定着ローラ
３３ 加圧ローラ
１０５ 係止部
１０５ａ 凸部
１０６ 被係止部
１０６ｂ 被係止部用補助部材
１０６ｃ 凹部
２０５ 係止部
２０５ａ 凸部
２０５ｂ 係止部用補助部材

Claims (10)

1. カートリッジを機器本体の奥側に差し込んで前記機器本体内部に装着するとき、前記カートリッジを前記機器本体の所定位置に係止する係止機構であって、
   前記カートリッジと前記機器本体とのうちいずれか一方に備えられた係止部と、他方に備えられ、前記係止部と着脱自在に係合する被係止部と、前記機器本体に備えられた前記係止部または前記被係止部を前記カートリッジの差し込み方向に移動可能に支持する支持部とを有し、
   前記係止部と前記被係止部とが係合するときの機器本体側の前記係止部または前記被係止部の変形を利用して、利用者に操作感を与えるために、前記係止部と前記被係止部とを相対的に移動させることを特徴とする係止機構。
2. 係止部と被係止部とのうちいずれか一方が弾性変形可能とされたことを特徴とする請求項１に記載の係止機構。
3. 係止部が、カートリッジの差し込み側端部に備えられ、
   前記係止部は、前記カートリッジの差し込み側端部から突出する凸部を有し、
   前記凸部は、先端から中間にかけて徐々に広がり、前記中間から後端にかけて徐々に狭まった形状とされ、
   支持部が、機器本体の奥側に備えられ、
   被係止部が、移動可能に前記支持部に取り付けられ、
   前記被係止部は、前記カートリッジ側に向かって突出し、前記凸部と係合する凹部を備え、
   前記凹部に前記凸部を挿入するための開口が形成され、
   前記開口は、前記凸部の最大幅より小とされ、
   前記凸部が前記開口に入っていくとき、前記凹部が機器本体の奥側に向かって押されながら広がるように弾性変形し、
   前記凸部が前記凹部に入り込んだとき、復元力によって前記凹部は、前記凸部を挟み込むように挟まって、前記凹部が前記カートリッジに向かって移動することを特徴とする請求項１または２に記載の係止機構。
4. 凹部の開口の端には、凸部を前記開口に導く嵌合補助突起が形成されたことを特徴とする請求項３に記載の係止機構。
5. 凸部は、断面円形形状に形成され、
   凹部は、断面円弧形状に形成されたことを特徴とする請求項３または４に記載の係止機構。
6. 凸部は、断面ひし形形状に形成され、
   凹部は、前記凸部に沿った折曲形状に形成されたことを特徴とする請求項３または４に記載の係止機構。
7. 被係止部は、係止部と係合する際に弾性変形可能とされ、
   前記被係止部の弾性変形後、元の形状に復元するように、前記被係止部を、その復元方向に付勢する被係止部用補助部材が備えられたことを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の係止機構。
8. 係止部は、被係止部と係合する際に弾性変形可能とされ、
   前記係止部が弾性変形後、元の形状に復元するように、前記係止部を、その復元方向に付勢する係止部用補助部材が備えられたことを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の係止機構。
9. 機器本体には、カートリッジを位置決めするための位置決め部材が備えられ、
   前記カートリッジが前記位置決め部材に当接して位置決めされたとき、凸部の最大幅となる位置が、凹部の開口よりも前記機器本体側の奥側に位置するように設定されたことを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の係止機構。
10. 機器本体にカートリッジが着脱可能に装着され、
    前記カートリッジを所定位置に係止するために、請求項１〜９のいずれかに記載の係止機構を備えたことを特徴とする画像処理装置。

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